滩羊因其特殊的生长环境,肉质细嫩、色泽鲜红、风味独特,被列入宁夏六大重点特色产业之一。然而,滩羊肉在加工和贮藏过程中极易发生脂质氧化、蛋白质氧化和微生物繁殖等[1]变化,导致其口感、色泽、风味等品质劣变,进而影响其商品价值。
肉类的腌制是添加氯化钠、亚硝酸盐、硝酸盐、糖、香料、磷酸盐和抗坏血酸钠等多种还原剂的过程。亚硝酸钠是生产腌制肉类过程中使用的关键成分,它能够赋予肉类特有的红色,显著抑制肉毒杆菌的生长和减少脂质氧化的程度[2],并有助于增强肉类独特的风味和口感[3],从而改善肉制品的品质,延长货架期。因此,亚硝酸钠是肉类产品中非常重要的食品添加剂。近年来,国内外学者致力于腌制肉制品中亚硝酸盐的研究。马国源[4]研究了低剂量亚硝酸钠抑制牦牛肉肌红蛋白氧化的作用机制。结果表明,低剂量亚硝酸钠可显著抑制牦牛肉肌红蛋白的氧化,提高牦牛肉内源抗氧化能力,降低活性氧的产生,促进肌红蛋白亚硝基化,维持了牦牛肉肌红蛋白结构稳定。BERARDO等[5]研究了亚硝酸钠对干发酵香肠蛋白质和脂质氧化的影响。结果表明,亚硝酸钠可以抑制发酵香肠中蛋白质和脂质氧化。POSTHUMA等[6]研究了亚硝酸盐来源、还原性化合物和保持时间对腊肉模型体系腌制色泽的影响。结果表明,亚硝酸钠处理的腊肉色素含量较高,红度增加,黄度降低;FENG等[7]探讨了亚硝酸钠对加工贮藏香肠蛋白质氧化的影响,发现亚硝酸钠的添加降低了羰基含量和表面疏水性,增加游离胺含量,说明亚硝酸钠抑制了蛋白质氧化,这与WANG等[8]通过研究不同浓度亚硝酸钠对腌制牛肉品质及蛋白质氧化的结果相似,其表明腌制过程中加入低剂量亚硝酸钠能够抑制蛋白质氧化,进而提高腌制肉的品质。亚硝酸钠的添加是腌制肉品加工过程中一个研究重点,因此研究不同亚硝酸钠添加量滩羊肉贮藏期间品质变化对肉制品加工特性的影响具有重要意义。
本文以滩羊肉为研究对象,通过测定不同亚硝酸钠添加量对贮藏期间滩羊肉感官品质、色泽、pH、蒸煮损失率、高铁肌红蛋白含量及硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)的影响,揭示亚硝酸钠对滩羊肉贮藏过程中品质变化的影响,为滩羊肉制品的贮藏保鲜提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
滩羊肉样品,宁夏盐池县鑫海食品有限公司,屠宰后采集背最长肌,将肉样置于(4±1) ℃环境条件下2 h内运回实验室。
亚硝酸钠、食盐、复合磷酸盐、D-异抗坏血酸钠,均为食品级;三氯乙酸、去离子水、PBS、2-硫代巴比妥酸、95%乙醇等,均为分析纯,北京索莱宝科技有限公司。
1.2 仪器与设备
CR-400色差仪,日本美能达公司;电子天平,赛多利斯科学仪器北京有限公司;FA2004分析天平,上海舜宇恒平科学仪器有限公司;1902PC紫外可见分光光度计,上海市嘉标测试仪器有限公司;DZQ-400真空包装机,深圳市恒鑫兴包装机械厂;5804R高速冷冻离心机,湖南省湘仪离心机仪器有限公司;PHS-3C pH计,上海仪分科学仪器有限公司;HH-8电热恒温水浴锅,上海比朗仪器有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 样品制备
将肉样表面的可见脂肪及结缔组织剔除,制成形状大小均匀的肉块。将所有样品分成4组,每组按照食盐2%,复合磷酸盐0.4%,水10%(均为质量分数),抗坏血酸钠500 mg/kg,亚硝酸钠添加量分别为0、50、100、150 mg/kg进行腌制液的配制。随后将原辅料混合,滚揉后进行真空包装,并在(4±1) ℃冰箱中贮藏,分别选取0、3、6、9、12、15 d 6个时间节点进行测试。
1.3.2 感官评定
用5分描述性量表[9]评价滩羊肉的感官特性,邀请10名食品相关专业学生(男女比例=1∶1),从样品的色泽、香气、总体可接受性方面对其进行培训,按照表1的感官评分标准进行综合打分。根据保质期标准,当产品感官评分低于3分则不可接受。
表1 腌制滩羊肉感官评分标准
Table 1 Criteria for sensory evaluation of cured Tan mutton
评分标准感官指标色泽香气总体可接受性5亮红色肉香浓郁,无异味接受性好4红色肉香较浓郁,无异味接受性较好3粉红色肉香适中,无异味接受性一般2红褐色肉香较弱,有异味接受性较差1褐色无肉香味,有异味接受性差
1.3.3 色度值测定
采用CR-400美能达色差仪测定腌制肉样的L*(亮度)、a*(红度)和b*(黄度),每个样本随机选取3个点测量后求平均值。
1.3.4 pH值测定
参考VIDAL等[10]的方法,取5.0 g绞碎样品与50 mL蒸馏水混合,振摇30 s后浸提30 min,取滤液用pH计测定样品pH值并记录。
1.3.5 蒸煮损失率测定
参考张诗泉等[11]的方法并稍作修改,准确称取5 g样品置于蒸煮袋中,在80 ℃的水浴锅中加热至中心温度达到75 ℃,取出样品去除表面水分并称重,蒸煮损失率计算如公式(1)所示:
蒸煮损失
(1)
式中:m1和m2,分别为蒸煮前后样品的质量,g。
1.3.6 高铁肌红蛋白含量测定
根据KRZYWICKI[12]的方法测定样品高铁肌红蛋白含量。称取5.0 g肉样加入25 mL磷酸缓冲液(0.04 mol/L,pH 6.8),10 000 r/min匀浆25 s,4 ℃避光放置1 h,然后6 000 r/min离心20 min。在525、545、565、572 nm处读取滤液的吸光度。高铁肌红蛋白含量计算如公式(2)所示:
高铁肌红蛋白含量/%=(-2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098)×100
(2)
式中:R1、R2和R3分别为A572 nm/A525 nm、A565 nm/A525 nm和A545 nm/A525 nm的吸光度比。
1.3.7 TBARS值的测定
参考CHENG等[13]方法,取5.0 g样品切碎,加入25 mL质量分数为20%的三氯乙酸溶液和20 mL去离子水均质25 s,并在室温下静置20 min。随后将提取液在8 000 r/min条件下离心10 min,取上清液用预冷去离子水将其稀释至50 mL。将5 mL稀释液与5 mL的2-硫代巴比妥酸溶液(0.02 mol/L)进行混合。在沸水浴中将混合溶液加热30 min,待其冷却到室温后,测量在532 nm处的吸光度值。滩羊肉中TBARS值的计算如公式(3)所示:
TBARS=A532×7.8
(3)
式中:A532,混合溶液在532 nm处的吸光度值。
1.4 数据处理
所有实验数据均采用SPSS 26.0进行方差分析并通过Duncan多重检验进行差异显著性分析(P<0.05),用Origin 2021b进行绘图处理。每个指标进行3次重复,结果以平均值±标准差表示。
2 结果与分析
2.1 贮藏期间滩羊肉感官品质的变化
如图1所示,随着贮藏时间的延长,所有感官特性的得分均呈下降趋势。对照组样本的色泽得分显著低于亚硝酸钠处理组,并在贮藏第12天时达到不可接受的评分(<3分),而100 mg/kg处理组在贮藏第15天时的色泽评分为3.12,远远高于对照组样品,表明亚硝酸钠添加量为100 mg/kg时就可以显著改善贮藏期间滩羊肉的色泽变化。刘鹏雪等[14]通过研究不同亚硝酸钠添加量对风干肠的影响,发现当亚硝酸钠添加量达到100 mg/kg时可以起到良好的发色作用,这与本研究结果一致。在对照组中,样品的香气评分从第0天的4.83降低到第15天的2.83,在100 mg/kg处理组中,香气从第0天的4.67降低到第15天的3.33。滩羊肉在贮藏过程中由于脂质氧化产物和微生物腐败导致样品产生难闻的气味,而加入亚硝酸钠可抑制脂质氧化和腐败,延长货架期。对照组样品的总体可接受性评分在第12天时显著降低到3分以下,而100 mg/kg处理组中的样本在第15天时总体可接受分数仍大于3。这表明亚硝酸钠添加量能显著影响肉制品的感官品质,100 mg/kg亚硝酸钠处理的滩羊肉样品感官品质较好。
a-色泽;b-香气;c-总体可接受性
图1 腌制滩羊肉贮藏期间感官变化
Fig.1 Changes in sensory of cured Tan mutton during storage
2.2 贮藏期间色泽变化分析
色泽是消费者评价肉制品质量的最重要指标之一,它影响消费者的购买决定[15],而腌制肉制品色泽与肌红蛋白的氧化状态和含量密切相关。如表2所示,与原料肉相比,腌制可显著影响其色泽指标。随着贮藏时间的延长,腌制肉样品的L*值呈下降趋势,这可能是由于腌制过程中水分流失和形成大量褐色的高铁肌红蛋白[16]。此外,在贮藏期间处理组的L*值低于对照组,表明亚硝酸钠降低了样品的L*值,这与JUNG等[17]利用亚硝酸钠腌制的香肠的研究结果一致。样品的a*值随贮藏时间的延长呈现先上升后下降的趋势,在同一贮藏时间内,处理组与对照组之间有明显差异(P<0.05)。亚硝酸钠添加量越高,腌制肉的a*值越大,色泽越诱人,说明亚硝酸钠能起到良好的着色作用。这可能是由于腌制肉中的肌红蛋白被氧化成亚硝基高铁肌红蛋白与亚硝酸钠还原产生的NO反应,形成亚硝基高铁肌红蛋白,进一步转化为亚硝基肌红蛋白,呈现鲜红色[18]。此外,在同一贮藏时间内,样品b*值随亚硝酸钠添加量的增加呈下降趋势。综上,亚硝酸钠可以改善滩羊肉的色泽,其中,100 mg/kg处理组表现出更好的外观色泽。
表2 腌制滩羊肉贮藏期间色泽变化
Table 2 Changes in color of cured Tan mutton during storage
指标添加量/(mg/kg)贮藏时间/d03691215L∗037.44±0.63a37.19±0.32a36.37±0.41a36.71±0.50a35.67±1.06a34.97±0.59a5036.48±0.73ab36.58±0.43a36.54±0.78a35.83±0.72b35.14±0.52ab34.78±0.42a10036.07±0.92b35.16±0.75b35.39±0.58b34.79±0.37c34.38±0.66bc33.68±1.06b15036.08±0.89b35.36±1.24b34.72±0.76b34.98±0.23c33.73±0.64c32.93±0.69ba∗014.25±0.81c16.20±0.90d17.43±0.97d15.28±0.50c15.03±0.88c13.76±1.28c5019.33±0.64b20.40±0.61c20.53±0.29c19.53±0.67b19.96±0.83b19.16±0.82b10020.85±0.77a23.03±0.43a23.12±0.75a20.34±0.81b20.83±1.51ab20.62±0.81a15021.23±0.73a22.10±0.72b21.82±0.72b21.90±1.32a21.87±1.07a20.75±0.65a
续表2
指标添加量/(mg/kg)贮藏时间/d03691215b∗09.98±0.43a10.29±0.39a10.43±0.41a10.58±0.51a10.68±0.32a10.74±0.42a509.61±0.43a10.11±0.41a9.87±0.40ab10.38±0.53a10.46±0.32a10.67±0.39a1009.34±0.32a9.42±0.36b9.06±0.38c9.33±0.53b9.75±0.68b9.95±0.35b1509.79±0.85a9.24±0.30b9.24±0.53bc9.45±0.40b9.46±0.40b10.36±0.41ab
注:同一列不同字母之间代表具有差异显著性(P<0.05)。
2.3 贮藏期间pH值变化分析
pH值被认为是促进变色和影响腌制肉中色泽稳定性的因素之一[19]。如图2所示,pH值在5.55～6.06变化。腌制滩羊肉的pH值在贮藏过程中呈先下降后上升的趋势,这可能是由于腌制过程中水分含量的降低和酸性脂肪酶活性的增加导致碳水化合物代谢酸化使pH值下降,而在腌制后期由于细菌对蛋白质的脱氨作用引起的氨和挥发性盐基总氮积累导致pH值上升[20]。从第3天开始,处理组与对照组的pH值出现差异,在第15天时,处理组的pH值较对照组分别低了0.11%、0.77%和0.60%,这说明亚硝酸钠能够在一定程度上延缓pH值上升。W
JCIAK等[21]研究了不同水平亚硝酸钠对牛肉糜品质的影响,表明当亚硝酸钠添加量为50 mg/kg时,样品在贮藏期间pH显著较高,但当添加量为100 mg/kg时,样品在贮藏期间的pH显著低于其他样品。
图2 腌制滩羊肉贮藏期间pH值变化
Fig.2 Changes in pH value of cured Tan mutton during storage
注:不同小写字母表示同一贮藏时间差异显著(P<0.05)(下同)。
2.4 贮藏期间蒸煮损失变化分析
蒸煮损失是表征肉制品持水力的指标之一,肉制品在熟制的过程中汁液流失会导致其营养价值降低,影响肉的品质及出品率[22]。如图3所示,蒸煮损失在19.44%～27.68%变化。随着贮藏时间的延长,腌制滩羊肉的蒸煮损失总体呈增加趋势,这可能是由于肉品在加热过程中,肌肉中的胶原纤维会发生热收缩从而导致肌纤维细胞中变性的肌浆蛋白随自由水分大量溶出,以及肌球蛋白和肌动蛋白的剧烈变性和可溶性胶原蛋白形成明胶溶出,因而会造成蒸煮损失变大[23]。在第15天时,不同处理组样品之间的蒸煮损失无显著差异(P>0.05),表明腌制滩羊肉的蒸煮损失并不受亚硝酸钠的影响。KARACA等[24]通过对热加工牛肉糜在冷藏过程中氧化稳定性和残留亚硝酸盐研究,表明蒸煮损失不受亚硝酸盐的影响。
图3 腌制滩羊肉贮藏期间蒸煮损失变化
Fig.3 Changes in cooking loss of cured Tan mutton during storage
2.5 贮藏期间高铁肌红蛋白变化分析
肉和肉制品中的肌红蛋白通常以3种形式存在,包括氧合肌红蛋白、脱氧肌红蛋白及高铁肌红蛋白,它们的相对含量决定了新鲜红肉的色泽[25]。如图4所示,高铁肌红蛋白含量在贮藏期间呈增加趋势,这可能是由于真空包装中残留的氧气促进了高铁肌红蛋白的形成,同时高铁肌红蛋白也是由肌红蛋白的自氧化引起的。对照组中高铁肌红蛋白含量明显高于处理组(P<0.05),在第15天时,处理组的高铁肌红蛋白含量较对照组分别低了5.49%、12.91%、16.43%。
图4 腌制滩羊肉贮藏期间高铁肌红蛋白变化
Fig.4 Changes in metmyoglobin of cured Tan mutton during storage
GAO等[26]通过对含有亚硝酸钠腌制香肠的研究,发现加入亚硝酸钠可以促进高铁肌红蛋白的还原,这与本研究结果一致。此外,在同一贮藏时间内,当亚硝酸钠添加量超过100 mg/kg时,高铁肌红蛋白含量差异不显著(P>0.05)。高铁肌红蛋白的积累是导致鲜肉逐渐从红色到褐色的主要因素,亚硝酸钠能够促进高铁肌红蛋白的还原,使得高铁肌红蛋白含量较低,肌肉红度值升高,使肉品呈现鲜红色,从而受到消费者的喜爱[27]。
2.6 贮藏期间TBARS值变化分析
肉类色泽的稳定性可部分归因于脂质氧化。在肉制品中,TBARS含量是评估脂质氧化最常用的方法,其含量的高低表明脂肪次级氧化的程度[28]。如图5所示,随着贮藏时间的延长,所有处理组的TBARS值均呈上升趋势,这可能是因为脂肪氧化的程度加大,次级产物长期积累导致TBARS值增加[29]。然而,亚硝酸钠的添加对样品脂质氧化的程度影响很大。根据文献,亚硝酸盐在肉制品中可以通过不同方式抑制脂质氧化:通过与血红素铁形成稳定的复合物,防止对脂质起催化作用的Fe2+的氧化;通过与碳-碳双键反应使脂肪部分稳定;与微量元素的螯合反应;与肉中成分反应生成具有抗氧化活性的亚硝基和亚硝酰基化合物[30]。在本研究中,同一贮藏时间内,随着亚硝酸钠添加量的增加,TBARS值逐渐降低(P<0.05)。在第15天时,对照组中TBARS值为0.663 mg/kg,处理组的TBARS值较对照组分别低了4.31%、8.24%和13.3%,表明亚硝酸钠对肉制品的脂质氧化产生了抑制作用。此前,MARCINKOWSKA-LESIAK等[31]研究了含有亚硝酸钠的猪肉香肠在贮藏期间品质变化,结果表明经亚硝酸钠处理的猪肉香肠具有较低的TBARS值,与本研究结果一致。
图5 腌制滩羊肉贮藏期间TBARS值变化
Fig.5 Changes in TBARS value of cured Tan mutton during storage
2.7 相关性分析
腌制滩羊肉贮藏期间各个生理指标的Pearson相关性如图6所示。亚硝酸钠添加量与a*、b*和L*分别呈极显著正相关和极显著负相关(P<0.01);感官评分与b*、pH、蒸煮损失、高铁肌红蛋白含量和TBARS均呈极显著负相关(P<0.01);a*与b*和L*分别呈极显著负相关(P<0.01)和显著负相关(P<0.05);b*与pH、高铁肌红蛋白含量和TBARS呈极显著正相关(P<0.01);L*与pH、高铁肌红蛋白含量呈显著负相关(P<0.05),与蒸煮损失、TBARS呈极显著负相关(P<0.01);pH与蒸煮损失、高铁肌红蛋白含量显著正相关(P<0.05),与TBARS呈极显著正相关(P<0.01);高铁肌红蛋白含量与TBARS呈极显著正相关(P<0.01)。
图6 腌制滩羊肉各指标间的相关性分析
Fig.6 Correlation analysis between various indicators of cured Tan mutton
综上所述,腌制滩羊肉在贮藏期间品质发生了较大变化,亚硝酸钠在一定程度上增加了肉的红度,降低了亮度和黄度,说明亚硝酸钠对滩羊肉的理化指标有一定影响,并且其余指标间也存在一定的相关性。
3 结论
本文研究了亚硝酸钠添加量对贮藏期间滩羊肉品质的影响。结果表明,亚硝酸钠可以改善滩羊肉的感官品质,增加a*值,降低L*值、b*值及pH值。同时,亚硝酸钠能够显著抑制高铁肌红蛋白含量和TBARS值,且与低添加量相比,当亚硝酸钠添加量达到100 mg/kg时,能够在一定程度上延缓滩羊肉的腐败进程,维持滩羊肉贮藏期间的生理品质。综合分析,选择100 mg/kg亚硝酸钠用于滩羊肉的贮藏加工可达到改善感官品质,抑制脂肪和蛋白质的氧化及延长货架期的目的,这为滩羊肉产品的开发提供理论参考。
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